汽车曲轴箱强制通风系统，重新设计提升效果

一、任务分析

汽车排放控制系统主要用于减少汽车排放的有害气体，曲轴箱强制通风系统为了防止曲轴箱压力过高，延长机油使用期限，减少零件磨损和腐蚀，防止发动机漏油。本任务主要学习汽车排放污染物的种类，曲轴箱强制通风系统的功用、类型、工作原理。通过任务的学习，掌握曲轴箱强制通风系统的检修方法。

二、相关知识

(一)汽车排放对环境的影响

随着汽车保有量的增加，汽车排放出的有害物质也越来越危害人类健康。汽车排出的有害物质主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和固体颗粒(PM)。

(1)一氧化碳(CO):是在发动机内由于空气不足或空气中氧含量不足造成混合气过浓而产生的，若过量被吸入人体内，能使血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状，使中枢神经系统受损，产生慢性中毒，严重时会使心血管工作困难。

(2)碳氢化合物(HC):碳氢化合物包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油和部分氧化物等，若过量被吸入人体内，会对眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺激作用，甚至引起头晕、恶心、红血球减少、贫血等。

(3)氮氧化物(NOx):是发动机产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体，含有多种氮氧化物。氮氧化物进入人体肺泡后形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，亚硝酸盐则能与人体内血红蛋白结合，形成变性血红蛋白，可在一定程度上造成人体缺氧。

(4)光化学烟雾:是碳氢化合物和氮氧化合物在阳光中紫外线照射后发生化学反应，而形成有毒的光化学烟雾，呈浅蓝色，是一种有毒气体的二次污染物。它具有明显的刺激性，能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼病，同时对鼻、咽等器官均有刺激性，能引起急性喘息症，可以使人呼吸困难，眼红喉痛，头脑晕沉，造成中毒;同时，能使植物变黑直至枯死，使橡胶开裂。

(5)固体颗粒(PM):对人体健康的危害程度和颗粒的大小及组成有关。微粒越小，悬浮在空气中的时间越长，它们进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例越大，危害越大。

所以，随着电控技术的发展，在现代汽车上一般装用了多种排放控制系统，主要包括:曲轴箱强制通风(PCV)系统、汽油蒸气排放(EVAP)控制系统、废气再循环(EGR)系统、三元催化转换器(TWC)、二次空气喷射系统等。

(二)曲轴箱强制通风(PCV)系统

1. 功用

在发动机工作时，燃烧室的高压可燃混合气和已燃气体，或多或少会通过活塞组与气缸之间的间隙窜入曲轴箱内。窜气的成分为未燃的燃油气、水蒸气和废气等，这会稀释机油降低机油的使用性能，加速机油的氧化、变质。水汽凝结在机油中，会形成油泥，阻塞油路;废气中的酸性气体混入润滑系统，会导致发动机零件的腐蚀和加速磨损;窜气还会使曲轴箱的压力过高而破坏曲轴箱的密封，使机油渗漏流失。

为防止曲轴箱压力过高，延长机油使用期限，减少零件磨损和腐蚀，防止发动机漏油，必须实行曲轴箱通风。此外，为满足日益严格的排放要求和提高经济性，在汽车发动机设计过程中也必须进行曲轴箱通风系统设计。

2. 类型

曲轴箱通风包括自然通风和强制通风，如图6-1所示。现代汽油发动机常采用曲轴箱强制通风，又称PCV系统。

(1)自然通风。

自然通风方式，即在曲轴箱上设置通风管，管上装有空气滤网。当曲轴箱内压力增大时，漏入曲轴箱中的气体经由通风管排出，由于这种系统直接将污染物排放在大气中污染环境，目前这种类型已经禁止使用。

(2)强制通风。

强制通风方式，将曲轴箱内的混合气通过连接管导向进气歧管，返回气缸重新燃烧，这样既可以减少排气污染，又提高发动机的经济性。目前车用汽油机都采用强制性通风，汽车用柴油机也逐渐采用强制性通风。

图6-1 曲轴箱自然通风和强制通风

3. 曲轴箱强制通风系统工作原理

曲轴箱强制通风系统主要由空气滤清器、曲轴箱通风管、曲轴箱、PCV阀、进气歧管组成，如图6-2所示。PCV阀是一个锥形阀，主要是由阀体、阀芯、弹簧组成，如图6-3所示。

图6-2 曲轴箱强制通风系统

图6-3 PCV阀的结构(www.xing528.com)

发动机工作时，进气歧管真空度出现在PCV阀处。在这个真空度的作用下，空气由空气滤清器通过曲轴箱通风管进入气门室罩内，并流过气缸盖上的孔后流入曲轴箱内，与曲轴箱内的窜气相混合。混合后的气体向上流过气缸盖上的孔到达气门室罩内，然后进入PCV阀，当PCV阀打开时混合气流入进气歧管。此混合气会改变原有空气燃油混合气的空燃比，使进入气缸的可燃混合气变稀。所以要控制PCV阀的开度，与发动机的工况相适应，不致影响发动机性能。

图6-4 各工况下PCV阀的工作情况

在发动机不运转时，在弹簧的作用下锥形阀紧靠在阀体下部的阀壳上，PCV阀关闭，如图6-4(a)所示;发动机运转时，PCV阀通过真空度的大小来控制开度，因为PCV阀的弹簧很软，所以真空度越大开度越小。在怠速或减速期间，进气歧管真空度很高，进气歧管真空度克服弹簧作用力使锥形阀向上移动，这时，在锥形阀和阀壳之间出现一个小缝，如图6-4(b)所示，因为在怠速或减速期间发动机的负荷不大，因此这时的窜气量很少，只要很小的PCV阀开度就足够清除曲轴箱内的窜气。

在部分负荷时，进气歧管真空度比怠速时要低。这时在弹簧力的作用下锥形阀向下移动，从而使锥形阀与阀座间的缝隙增加，如图6-4(c)。因为部分负荷时的负荷要比怠速时大，因此此时的窜气量也要比怠速时大些。锥形阀与阀壳之间的大缝隙允许将此时所有的窜气都吸入进气歧管内。

当发动机在大负荷下工作时，节气门全开，进气歧管内的真空度下降，这时，在弹簧力的作用下锥形阀进一步向下移动，如图6-4(d)所示。这样，锥形阀和阀壳之间的缝隙就更大了。因为发动机负荷越大，窜气会更多，因此在锥形阀和阀壳之间必须要有更大的缝隙才能将这时的窜气都吸入进气歧管内。

当发生进气歧管回火时，锥形阀就会落在PCV阀座上，可以阻止回火进入发动机。

三、任务实施

(一)教学设备

(1)电控发动机实验台架;

(2)PCV阀;

(3)常用工具、细木棍。

(二)曲轴箱强制通风系统(PCV)检修

1. 检查管路情况

(1)拆下曲轴箱通风装置的出气软管和回流软管，拆下有关部件。

(2)检查管路有无压扁、坏、漏等情况，然后清洗干净，并用压缩空气吹净。

(3)按拆卸时相反的顺序装回。

2. 检查PCV阀情况

在装有通风阀的强制曲轴箱通风装置，要重点检查通风阀。如果通风阀粘住而一直打开或阻塞，就不能保证曲轴箱的正常通风。当阀粘住阻塞后时，发动机大负荷通风不足，箱内的油气将窜入大气，污染环境;当阀门一直打开时，就会使发动机的机油消耗量过大。

(1)检查PCV阀的真空情况。

从发动机上拧下通风阀，然后接好通风软管，怠速运转发动机，把手指放在通风阀端口，这时手指应有真空感，手指离开阀体端口，应有“啪、啪”的吸力响声。如果手指没有真空感或没有响声，应用清洗溶液清洗通风阀和通风软管后再检查，如仍不行应更换。

(2)检查阀的运动情况。

从发动机上拧下单向阀，用木质细杆插入通风阀，这时阀的柱塞应前后运动自如。如果阀的柱塞不动，应清洗或更换。

四、检查与评估

本次课程主要依据表6-1考核学生对任务的完成情况。

表6-1 曲轴箱强制通风系统考核卡